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1. 产品概述
25-21/GHC-YSU/2A 是一款表面贴装器件(SMD)LED,专为需要紧凑尺寸、高可靠性和高效性能的现代电子应用而设计。该器件属于微型封装、适合自动化组装工艺的LED系列。
1.1 核心优势与产品定位
这款LED的主要优势在于其尺寸相比传统的引线框架型器件显著减小。这种微型化为设计师和制造商带来了几项关键益处:
- 空间效率:允许更小的印刷电路板(PCB)设计,从而实现更紧凑的终端产品。
- 高封装密度:在给定区域内可以放置更多元器件,非常适合高密度电子组装。
- 减少存储与物流占用空间:更小的器件尺寸和编带盘式包装最大限度地减少了存储空间需求。
- 轻量化结构:使其成为重量是关键因素的便携式和微型应用的理想选择。
- 制造兼容性:该器件以8mm编带、7英寸直径卷盘形式提供,完全兼容大批量生产中使用的标准自动贴片设备。
1.2 目标市场与应用
这款LED面向广泛的商业和工业电子市场。其规格使其适用于指示灯和背光功能。主要应用领域包括:
- 汽车内饰:仪表盘仪表、开关和控制面板的背光。
- 电信设备:电话、传真机等设备中的状态指示灯和键盘背光。
- 消费电子:液晶显示器(LCD)的平面背光、开关照明和符号照明。
- 通用指示:任何需要可靠、明亮的绿色指示灯的应用。
2. 深入技术参数分析
本节详细阐述了定义LED工作边界和性能的电气、光学和热学参数。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。在可靠设计中,不应保证在或接近这些极限下工作,并应予以避免。
- 反向电压(VR):5 V。反向电压超过此值可能导致结击穿。
- 连续正向电流(IF):25 mA。可以连续施加的最大直流电流。
- 峰值正向电流(IFP):100 mA。此电流仅在占空比为1/10、频率为1kHz的脉冲条件下允许。适用于多路复用或短暂过驱动场景。
- 功耗(Pd):95 mW。封装可以耗散的最大功率,计算公式为 VF* IF.
- 。工作与存储温度:
- -40°C 至 +85°C(工作),-40°C 至 +90°C(存储)。此宽范围确保了在恶劣环境下的可靠性。静电放电(ESD):
- 人体模型(HBM)额定值为150V。这是相对基础的ESD防护等级;正确的操作程序至关重要。焊接温度:
可承受260°C回流焊10秒,或每个引脚在350°C下手工焊接3秒。
2.2 光电特性
- 这些参数在标准结温25°C、正向电流20mA下测量,定义了LED的光输出和电气行为。v发光强度(I):
- 范围从最小180 mcd到最大715 mcd,典型值由分档系统决定。光输出公差为±11%。视角(2θ1/2):
- 60度(典型值)。这是发光强度降至其峰值一半时的全角,定义了光束扩散范围。p峰值波长(λ):
- 518 nm(典型值)。光谱功率分布达到最大值时的波长。d主波长(λ):
- 范围从520 nm到535 nm。这是人眼感知LED颜色的单波长,公差严格控制在±1 nm。它是颜色分档的主要参数。光谱带宽(Δλ):
- 35 nm(典型值)。发射光谱在其最大功率一半处的宽度。F正向电压(V):
- 3.5 V(典型值),在20mA时最大为4.3 V。此参数对于设计限流电路至关重要。R反向电流(I):
施加5V反向偏压时,最大为50 µA。
3. 分档系统说明
为确保生产批次中亮度和颜色的一致性,LED被分类到不同的档位中。这使得设计师可以选择满足特定应用要求的器件。
3.1 发光强度分档F根据在 I
- = 20mA 下测得的发光强度,LED被分为三个档位:S档:
- 180 mcd(最小)至 285 mcd(最大)T档:
- 285 mcd(最小)至 450 mcd(最大)U档:
450 mcd(最小)至 715 mcd(最大)
档位代码(例如 S, T, U)在包装标签(CAT字段)上标明。
3.2 主波长分档
- LED也根据其主波长进行分档以控制颜色一致性。它们按如下分组和分档:
- Y组:X档:
- 520 nm 至 525 nmY档:
- 525 nm 至 530 nmZ档:
530 nm 至 535 nm
波长分组和档位代码(例如 YX, YY, YZ)在包装标签(HUE字段)上标明。
4. 机械与包装信息
4.1 封装尺寸
该LED采用紧凑的“芯片”式SMD封装。关键尺寸(单位:毫米)包括本体长度约2.5mm,宽度约2.1mm。规格书中的详细机械图纸规定了精确的焊盘布局、元件高度和公差(除非另有说明,通常为±0.1mm)。正确的焊盘设计对于回流焊期间的焊点可靠性和正确对位至关重要。
4.2 包装与操作
- 该器件以防潮敏感器件(MSD)包装提供,以防止在存储和运输过程中受到环境湿度的损害。载带:
- 器件装载在8mm宽的载带中。卷盘:
- 载带缠绕在标准的7英寸直径卷盘上,每盘典型装载数量为2000片。防潮袋(MBB):
卷盘与湿度指示卡和干燥剂一起密封在铝箔复合防潮袋内。
4.3 标签信息
- 卷盘标签包含用于追溯和正确应用的关键信息:
- CPN(客户产品编号)
- P/N(制造商产品编号:25-21/GHC-YSU/2A)
- QTY(包装数量)
- CAT(发光强度档位代码:S, T 或 U)
- HUE(色度/主波长档位代码:例如 YX)
- REF(正向电压等级,如适用)
LOT No(生产批号,用于追溯)
5. 焊接与组装指南
遵循这些指南对于在不损坏LED的情况下实现可靠的焊点至关重要。
5.1 回流焊温度曲线
- 该LED兼容红外和汽相回流工艺。提供推荐的无铅回流温度曲线:预热:
- 在60-120秒内从环境温度升温至150-200°C。保温/预流:
- 保持在150-200°C之间。回流:
- 以最高3°C/秒的速率快速升温至峰值温度。峰值温度:
- 最高260°C,高于217°C的时间为60-150秒,高于255°C的时间最长为30秒。在260°C的时间不得超过10秒。冷却:
以最高6°C/秒的速率冷却。关键注意事项:
同一LED组件的回流焊接次数不应超过两次。
5.2 手工焊接说明
- 如果必须进行手工焊接,必须格外小心:
- 使用烙铁头温度不超过350°C的烙铁。
- 对每个引脚加热时间最长不超过3秒。
- 使用额定功率为25W或更低的烙铁。
- 焊接每个引脚之间至少间隔2秒,以防止热量积聚。
在焊接期间或之后避免对LED施加机械应力。
5.3 返工与维修
强烈不建议在焊接后进行维修。如果绝对不可避免,必须使用专用的双头烙铁同时加热两个引脚,以便在不对焊点造成过度扭转应力的情况下移除器件。损坏的可能性很高,且返工后LED的特性无法得到保证。
6. 存储与湿度敏感性
- 作为防潮敏感器件,必须遵循严格的存储规程,以防止在回流焊过程中出现“爆米花”现象或内部分层。未开封袋:
- 在≤30°C和≤90%相对湿度下存储。车间寿命:一旦防潮袋被打开,LED必须在.
- 168小时(7天)内使用。
- 重新封装:如果未在车间寿命内使用,未使用的部件必须用新的干燥剂重新密封在防潮袋中。
烘烤:
如果湿度指示卡显示过度受潮或超过了车间寿命,则在使用前必须将LED在60 ±5°C下烘烤24小时以去除湿气。
7. 应用设计注意事项7.1 必须使用限流措施规格书明确警告:
"客户必须使用电阻进行保护,否则轻微的电压偏移将导致电流大幅变化(可能发生烧毁)。"
LED表现出非线性的指数型V-I关系。正向电压略微超过典型值可能导致电流急剧、甚至破坏性的增加。外部限流电阻或恒流驱动电路对于可靠运行是绝对必要的。
7.2 热管理
虽然封装功耗额定值为95mW,但有效的热管理是维持性能和寿命的关键。在接近或达到最大正向电流(25mA)下工作会产生热量。设计师应确保足够的PCB铜箔面积(散热焊盘)以帮助散热,尤其是在高环境温度下或多个LED密集排列时。
- 7.3 应用限制
- 规格书包含关于高可靠性应用的明确免责声明。本产品适用于一般商业和工业用途。明确指出其可能不适用于需要超高可靠性的应用,例如:
- 军事/航空航天系统
汽车安全/安保系统(例如,安全气囊控制、刹车灯)
医疗生命支持设备
对于此类应用,必须采购具有不同资质和规格的元器件。
- 8. 环境与法规符合性本产品设计符合多项关键国际环境标准:
- 符合RoHS:根据欧盟《限制有害物质指令》,本产品不含受限有害物质。
- 无铅:端子和焊接工艺均为无铅。
- 符合欧盟REACH:遵守《化学品注册、评估、授权和限制法规》。
无卤:
符合无卤要求,溴(Br)含量低于900 ppm,氯(Cl)含量低于900 ppm,且Br+Cl总和低于1500 ppm。
- 9. 技术对比与差异化25-21/GHC-YSU/2A 通过以下几个关键属性在SMD LED市场中脱颖而出:
- 封装尺寸:2.5x2.1mm的封装尺寸是常见但高效的尺寸,在光输出和电路板空间之间取得平衡。它比传统的3mm和5mm直插式LED更小,支持现代微型化设计。
- 材料技术:采用InGaN(氮化铟镓)芯片,可产生亮绿色光。与AlGaAs(红色)等旧技术相比,InGaN技术以其高效率和生产更短波长光(蓝、绿、白)的能力而闻名。
- 光学性能:发光强度高达715 mcd,视角为60度,在亮度和光束扩散之间为指示灯和背光角色提供了良好的平衡。
坚固性:
包含基本的ESD保护(150V HBM)和宽工作温度范围(-40°C至+85°C),提供了适用于许多非关键环境的一定程度的坚固性。
10. 常见问题解答(基于技术参数)问:我应该使用多大的电阻值,以便在5V电源下以20mA驱动此LED?答:使用欧姆定律(R = (VF电源F- VF) / IF) 和典型的 V
值 3.5V:R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75 欧姆。标准的75Ω或82Ω电阻是合适的。始终使用最大 V
值(4.3V)进行计算,以确保在最坏情况下电流不超过极限。
问:我可以将此LED用于户外应用吗?
答:-40°C至+85°C的工作温度范围表明它可以承受广泛的环境条件。然而,规格书未指定封装本身的防护等级(IP)。对于户外使用,LED可能需要通过终端产品的外壳或PCB上的三防漆来保护,避免直接暴露于水和污染物。
问:标签显示 CAT="T" 和 HUE="YY"。这是什么意思?
答:这意味着该卷盘上的LED属于发光强度T档(285-450 mcd)和主波长YY档(Y组内525-530 nm)。此信息对于确保生产批次中亮度和颜色的一致性至关重要。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |